CN106400618B - 双合金整体锻造辙叉及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路设备器材领域，尤其是一种双合金整体锻造辙叉及其制造方法，该双合金整体锻造辙叉为一体结构，包括轨道钢材质的辙叉趾端和辙叉跟端，耐磨钢材质的耐磨段，以及耐磨钢和轨道钢混合材质过渡段，耐磨段为辙叉心轨理论尖端至辙叉心轨50mm断面区段，过渡段为耐磨段两端分别与辙叉趾端、辙叉跟端之间的两个过渡区段，所述辙叉趾端、辙叉跟端均设置有连接腿，目的在于提供一种高寿命、可焊接、高可靠的双合金整体锻造辙叉。

Description

双合金整体锻造辙叉及其制造方法

技术领域

本发明涉及铁路设备器材领域，尤其是一种双合金整体锻造辙叉及其制造方法。

背景技术

目前铁路固定型辙叉主要有下列几类：1、高锰钢整铸式，优点是整体性好，上道更换方便，维护简单，缺点是寿命低，离散型大；2、钢轨拼装式，其缺点是寿命比高锰钢整铸式更低，整体性差；3、合金钢材料及钢轨件拼装式，其缺点是整体性差。

如中国专利CN 102888789 A公开了一种合金钢加强锻心辙叉，由连心轨、心轨和翼轨构成，连心轨包括左连心轨和右连心轨，翼轨包括左翼轨和右翼轨，左连心轨和右连心轨一端的合金钢锻心通过螺栓固定安装于翼轨内，合金钢锻心与翼轨内侧还通过粘合剂粘接形成一体结构，该种结构虽然在一定程度上延长了辙叉的使用寿命，但其整体性差。

又如中国专利CN 102433809 A公开了一种特殊结构的高锰钢辙叉，它包括高锰钢辙叉，其特征是所述高锰钢辙叉中双咽喉辙叉中心对称，双咽喉结构辙叉的逆向进岔冲击角为 0°，从结构设计上缩短高锰钢辙叉有害空间，但是其寿命偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种高寿命、可焊接、高可靠的双合金整体锻造辙叉。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种双合金整体锻造辙叉及其制造方法，该双合金整体锻造辙叉为一体结构，包括轨道钢材质的辙叉趾端和辙叉跟端，耐磨钢材质的耐磨段，以及耐磨钢和轨道钢混合材质过渡段，耐磨段为辙叉心轨理论尖端至辙叉心轨50mm断面区段，过渡段为耐磨段两端分别与辙叉趾端、辙叉跟端之间的两个过渡区段，所述辙叉趾端、辙叉跟端均设置有连接腿，连接腿为标准钢轨断面型式。

辙叉心轨理论尖端至辙叉心轨50mm断面区段采用耐磨钢材质的耐磨段设置，具有较高的综合机械性能，从根本上提高了辙叉磨损最快段和使用寿命关键段的品质，提高了辙叉的使用寿命，而耐磨段与辙叉趾端、辙叉跟端连接之间连接的两段过渡段的设置，保证了轨道钢材质的辙叉趾端、辙叉跟端与耐磨钢材质的耐磨段的连接稳固可靠，辙叉趾端、辙叉跟端可通过连接腿焊接或夹板连接等方式与线路钢轨进行可靠的连接。

作为优选，所述连接腿的外接方式为焊接或夹板连接。

作为优选，所述辙叉心轨两侧设置有轮缘槽，所述轮缘槽截面的顶部呈向外延伸的凹槽型，起到护轨的作用。

作为优选，所述耐磨钢的化学成分（重量比）如下：C：0.25-0.55，Si：1.6-2.6，Mn：1.6-2.6，Cr1-1.5，Mo：0.3-0.5，V：0.15-0.25，Ti：0.05-0.15，P≤0.03，S≤0.025，其余为Fe和不可避免杂质，采用该种化学成分的耐磨钢强度高，耐磨性好且成本低。

本发明双合金整体锻造辙叉的制造方法步骤如下：（1）、坯料制备：a、在结晶器内引弧重熔轨道钢化学成分电极棒，到达规定的重量，制得固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水；

b、步骤a中制得的固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水后迅速更换至耐磨钢化学成分的电极棒，继续电渣重熔，完成混合有两种成分的混合，完成混合材质的过渡段熔炼；此重熔过程中，首先完成轨道钢和耐磨钢两种的化学成分的过渡，既在液态的条件下实现两种化学成分的钢水的扩散和混合；

c、继续电渣重熔，进入单一耐磨钢化学成分重熔，完成耐磨钢材质耐磨段熔炼；

d、再次更换轨道钢化学成分电极棒继续重熔，完成另一过渡段的熔炼后，继续重熔至规定重量的轨道钢，进而在同一结晶器内制得双合金电渣钢锭；

（2）、坯料压制：将双合金电渣钢锭压制成定型坯料，压制温度为1250℃-850℃；

（3）、锻造成型：标准型连接腿、轮缘槽的锻造成型，锻造温度为1250℃-850℃；

（4）、校直、整形。

本发明步骤（1）所制得的双合金电渣钢锭两端为轨道钢，中间耐磨段为耐磨钢，中间耐磨段与辙叉趾端、辙叉跟端两端之间的过渡段为轨道钢和耐磨钢的混合材质。

作为优选，双合金电渣钢锭可为圆形、方形或矩形。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、耐磨钢材质耐磨段的设置，具有较高的综合机械性能，从根本上提高了辙叉磨损最快段和使用寿命关键段的品质，提高了辙叉的使用寿命；2、耐磨段与辙叉趾端、辙叉跟端连接之间连接的两段过渡段的设置，保证了轨道钢材质的辙叉趾端、辙叉跟端与耐磨钢材质的耐磨段的连接稳固可靠，辙叉趾端、辙叉跟端可通过连接腿与线路钢轨进行可靠的连接。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

图2为本发明实施例F处轮缘槽的截面结构示意图。

图中：辙叉趾端1、辙叉跟端2、辙叉心轨3、辙叉心轨理论尖端4、耐磨段5、过渡段6、连接腿7、轮缘槽8。

具体实施方式

参见图1-2，本实施例中的双合金整体锻造辙叉为一体结构，包括轨道钢材质的辙叉趾端1（AB段）和辙叉跟端2（EG段），耐磨钢材质的耐磨段5，以及耐磨钢和轨道钢混合材质过渡段6，耐磨段5为辙叉心轨理论尖端4至辙叉心轨3断面 50mm区段（CD段），过渡段6为耐磨段5两端分别与辙叉趾端1、辙叉跟端2之间的两个过渡区段（BC段和DE段），辙叉趾端1、辙叉跟端2均设有连接腿7。

本发明双合金整体锻造辙叉的制造方法步骤如下：（1）、坯料制备：a、在结晶器内引弧重熔轨道钢化学成分电极棒，到达规定的重量，制得固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水；

b、步骤a中制得的固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水后迅速更换至耐磨钢化学成分的电极棒，继续电渣重熔，完成混合有两种成分的混合，完成混合材质的过渡段熔炼；此重熔过程中，首先完成轨道钢和耐磨钢两种的化学成分的过渡，既在液态的条件下实现两种的化学成分的钢水的扩散和混合；

c、继续电渣重熔，进入单一耐磨钢化学成分重熔，完成耐磨钢材质耐磨段熔炼；

d、再次更换轨道钢化学成分电极棒继续重熔，完成另一过渡段的熔炼后，继续重熔至规定重量的轨道钢，进而在同一结晶器内制得双合金电渣钢锭；

（2）、坯料压制：将双合金电渣钢锭压制成定型坯料，压制温度为1250℃-850℃；

（3）、锻造成型：两端改锻成标准轨型连接腿7，用模锻方式压制成如图2所示的轮缘槽8，锻造温度为1250℃-850℃；

（4）、校直、整形。

本发明耐磨钢的化学成分（重量比）如下：C：0.50，Si：2.0，Mn：1.8，Cr1.0，Mo：0.35，V：0.17，Ti：0.09，P≤0.03，S≤0.025，其余为Fe和不可避免杂质。

此外，需要说明的是，凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims (4)

1.一种双合金整体锻造辙叉制造方法，其特征在于：该双合金整体锻造辙叉为一体结构，包括轨道钢材质的辙叉趾端和辙叉跟端，耐磨钢材质的耐磨段，以及耐磨钢和轨道钢混合材质过渡段，耐磨段为辙叉心轨理论尖端至辙叉心轨50mm断面区段，过渡段为耐磨段两端分别与辙叉趾端、辙叉跟端之间的两个过渡区段，所述辙叉趾端、辙叉跟端均设置有连接腿，所述连接腿为标准钢轨断面型式；

所述双合金整体锻造辙叉制造方法步骤如下：

（1）、坯料制备：a、在结晶器内引弧重熔轨道钢化学成分电极棒，制得固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水；

b、制得的固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水后迅速更换至耐磨钢化学成分的电极棒，继续电渣重熔，完成混合材质的过渡段熔炼；

c、继续电渣重熔，进入单一耐磨钢化学成分重熔，完成耐磨钢材质耐磨段熔炼；

d、再次更换轨道钢化学成分电极棒继续重熔，完成另一过渡段的熔炼后，继续重熔至规定重量的轨道钢，进而在同一结晶器内制得双合金电渣钢锭；

（2）、坯料压制：将双合金电渣钢锭压制成定型坯料，压制温度为1250℃-850℃；

（3）、锻造成型：标准型连接腿、轮缘槽的锻造成型，锻造温度为1250℃-850℃；

（4）、校直、整形。

2.根据权利要求1所述的双合金整体锻造辙叉制造方法，其特征在于：所述连接腿的外接方式为焊接或夹板连接。

3.根据权利要求1所述的双合金整体锻造辙叉制造方法，其特征在于：所述辙叉心轨两侧设置有轮缘槽，所述轮缘槽截面的顶部呈向外延伸的凹槽型。

4.根据权利要求1所述的双合金整体锻造辙叉制造方法，其特征在于：所述耐磨钢的化学成分（重量比）如下：

C：0.25-0.55，Si：1.6-2.6，Mn：1.6-2.6，Cr1-1.5，Mo：0.3-0.5，V：0.15-0.25，Ti：0.05-0.15，P≤0.03，S≤0.025，其余为Fe和不可避免杂质。